HIF-1α在照射损伤铁过载疾病红系造血中的表达及意义

摘要

目的：研究铁过载状态下缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)在骨髓照射损伤铁过载小鼠体内的表达情况及其对红系造血的影响及机制研究. 方法：20只小鼠随机分成4组,Ctrl组(对照组)、IR组(单纯照射损伤组)、IO组(照射损伤+铁过载组),RAPA组(雷帕霉素给药组).流式细胞仪检测可变铁池(labile iron pool,LIP)及骨髓细胞甩片普鲁士蓝染色验证铁过载模型.培养红系造血集落：CFU-E(红系造血集落形成单位)、BFU-E(爆式红系造血集落形成);流式检测骨髓原始红细胞：早期红细胞(Ter119+CD71+)、晚期红细胞(Ter119+CD71-)的数量和比例;实时荧光定量PCR检测骨髓细胞HIF-1α及HIF-1α信号通路分子mRNA的表达水平;ELISA检测血清EPO的表达水平. 结果：IR组、IO组的HIF-1α较Ctrl组表达升高,分别是Ctrl组的(1.41±0.09)倍、(2.12±0.17)倍,IO组较IR组表达升高(P均＜0.05).IR组、IO组早期红细胞比例较Ctrl组降低,差异无统计学意义(P＞0.05);IR组、IO组的晚期红细胞比例较Ctrl组降低,IO组较IR组晚期红细胞比例降低,差异具有统计学意义(P均＜0.05).IR组的BFU-E和CFU-E数目较Ctrl组明显减低,IO组的BFU-E和CFU-E数目较IR组明显降低(P均＜0.05).IR组和IO组HIF-1α相关信号通路分子(PI3K/AKT/mTOR)较Ctrl组表达下降(P＜0.05).应用mTOR抑制剂RAPA使HIF-1α表达明显降低,其相关信号分子表达也明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05);BFU-E明显升高,差异有统计学意义(P＜0.05),CFU-E数目升高,但无统计学差异(P＞0.05);早期红细胞和晚期红细胞的比例略有升高,无统计学差异(P＞0.05). 结论：照射损伤使HIF-1α升高,造血集落形成能力和各系红细胞比例下降,以损伤晚期红细胞为主,铁过载更加重了这种损伤.mTOR抑制剂雷帕霉素可部分缓解损伤,提示铁过载可通过HIF-1α介导损伤红系造血功能.